JPH10125084A - 電流増幅器 - Google Patents
電流増幅器Info
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- JPH10125084A JPH10125084A JP24601997A JP24601997A JPH10125084A JP H10125084 A JPH10125084 A JP H10125084A JP 24601997 A JP24601997 A JP 24601997A JP 24601997 A JP24601997 A JP 24601997A JP H10125084 A JPH10125084 A JP H10125084A
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- G11C7/067—Single-ended amplifiers
Abstract
し、回路の実現のための費用が低減される。 【解決手段】 入力分岐NT1、R1及び出力分岐NT
3を有する電流ミラー回路を含んでおり、入力分岐NT
1、R1が一方の端で電流増幅すべき入力信号BLに対
する端子に接続されており、他方の端子で第1の供給端
子VSSに接続されており、出力分岐NT3が一方の端
子で第1の制御トランジスタPT1を通じて第2の供給
端子VDD及び静電容量装置C1、C2に、また他方の
端子で第1の供給端子VSSに接続されており、第2の
制御トランジスタNT2が電流ミラー回路NT1、R
1;NT3の間の接続節点から第1の供給端子VSSに
接続されており、制御トランジスタPT1、NT2が入
力信号BLの印加に先立って静電容量装置C1、C2を
予充電するための制御信号PREB1、PREB1Qに
より制御されている。
Description
モリのビット線を検出するための電流モード検出増幅器
に関する。
されている情報は読出しのために検出かつ増幅されなけ
ればならない。多数のメモリセルがビット線に接続され
ており、それにより特定のセルがワード線を通じて読出
しのために選択される。ビット線に接続されている検出
増幅器は選択されたメモリセルに記憶されている情報を
検出かつ増幅する。
avis N. Blalock)ほか著「高速‐クラ
ンプド‐ビット線‐電流モード‐検出増幅器」アイ・イ
ー・イー・イー・ジャーナル(IEEE Journa
l)固体回路編、第26巻、第4号、1991年4月、
第13〜19頁にCMOSメモリセル用の電流モード検
出増幅器が記載されている。公知の電流モード検出増幅
器はメモリセルからの入力電流を参照電流と比較する。
参照電流はディジタル論理状態を表す電流の間の電流を
生ずるダミーメモリセルにより与えられる。通常、参照
レベルは無データ電流と最小データ電流との間の中点に
設計されている。電流モード検出増幅器は差ディジタル
論理状態として参照電流の上または下のデータ入力電流
を検出する。
ーションまたはディメンジョニングに関して検出増幅器
トランジスタ対の間の高度のレイアウトの対称性を必要
とする。トランジスタ総数はむしろ多く、また大きなチ
ップ面積を必要とする。その作動は漏話の影響を非常に
受けやすい。増幅器自体およびメモリセルのレイアウト
設計は漏話の危険を考慮に入れなければならない。検出
増幅器のレイアウトはトランジスタの相互接続による内
部ノードキャパシタンスへの実質的な影響を避けるべく
コンパクトでなければならない。検出増幅器は増幅器の
敏感なノードおよびその高利得フィードバックループに
起因してノイズおよびプロセス変動を受けやすいという
欠点に通ずる高度な敏感さを有する。これは検出増幅器
の電流マージンに影響し得る。
の増幅器よりも安定に動作する電流モード増幅器を提供
することにある。さらに、回路の実現のための費用を低
減するものである。
徴を有する電流モード増幅器により解決される。
ャパシタを有する制御される電流ミラー設計を含んでい
る。参照電流は必要とされない。トランジスタ総数は比
較的少ない。増幅器の設計レイアウトは対称性を必要と
しない。増幅器は高利得フィードバックループも敏感な
ノードも有していない。従って増幅器はノイズまたは製
造プロセス変動への感受性が小さい。本発明による電流
モード検出増幅器はその入力電流情報に基づいて論理状
態を決定する。入力データはディジタル論理値を表す電
流の流れの状態もしくは電流の流れなしの状態である。
り本発明を一層詳細に説明する。
ャネル‐エンハンスメント形トランジスタ(NMOS)
と、1つのpチャネルMOSトランジスタと、2つの相
補性MOSトランジスタを含んでいる1つのインバータ
とを含んでいる。PMOSトランジスタのバルク電圧は
正の電力供給源VDDに接続されており、NMOSトラ
ンジスタのバルク電圧は負の供給電圧(たとえば−2.
0V)に接続されており、またはテクノロジーに関係し
て接地電位VSSに接続されている。増幅器は電流ミラ
ートランジスタNT1、NT3を含んでいる電流ミラー
回路を含んでいる。トランジスタNT1、NT3からの
ゲートは互いに接続されて、ノードNを形成している。
トランジスタNT1からのドレインおよびゲート電極は
互いに接続されている。トランジスタNT1、NT3か
らのソース電極は接地電位VSSに対する端子に接続さ
れている。トランジスタNT1は電流ミラー回路の入力
分岐を形成しており、トランジスタNT3はその出力分
岐を形成している。トランジスタNT3のドレインはP
MOSトランジスタPT1を通じて正の供給電位VDD
に対する端子に接続されている。トランジスタNT3と
PT1との間のノードは信号BLOUTを運ぶキャパシ
タC1の一方の電極に接続されており、その第2の電極
は接地端子に接続されている。電流ミラートランジスタ
NT1、NT3のゲートはNMOSトランジスタNT2
のドレイン‐ソース区間を通じて接地端子に接続されて
いる。トランジスタNT2,PT1のゲートは予充電制
御信号PREB1により制御される。NMOSトランジ
スタNT2は信号PREB1により直接に制御され、P
MOSトランジスタPT1は反転された信号PREB1
Qにより制御される。信号PREB1QはインバータG
1を通じて信号PREB1から発生される。電流ミラー
回路の入力分岐は信号BLを入力するための入力端子に
接続されている。こうしてトランジスタNT1のドレイ
ン電極とゲート電極との間の接続ノードはメモリアレイ
のビット線に接続されている。トランジスタPT1とN
T3との間のノードに接続されているキャパシタC1の
第1の端子はゲーティング装置を通じて、電流モード検
出増幅器の出力信号を形成する他の増幅器回路に接続さ
れている。ゲーティング装置は読出し信号SAEN1に
より制御されるパストランジスタNT4である。パルス
整形を行う前記他の増幅器回路はCMOSインバータG
2である。インバータG2の出力端における出力信号V
OUTは検出かつ増幅された入力信号BLを与える。
とおりである。予充電信号PREB1が予充電相の間に
能動的である時、キャパシタC1は充電されている。予
充電相の後に信号PREBQ1は不能動的であり、また
ビット線信号BLがメモリセルから与えられている。第
1の状態ではビット線信号BLは論理“0”を表す増幅
器に与えられる電流であり、また第2の状態では論理
“1”を表す無電流である。信号BLに関係してキャパ
シタC1は放電され、またはその電荷を維持する。次い
で読出しイネーブル信号SAEN1がキャパシタC1の
充電状態をパルス整形インバータG2に与えるため能動
化され、インバータG2の出力信号が出力信号VOUT
を与える。
記のように動作する。予充電相の間は制御信号PREB
1は“1”であり、また制御信号SAEN1は“0”で
ある。制御トランジスタNT1はターンオンされてお
り、トランジスタNT1、NT3のゲート(ノードN)
を接地電位VSSに接続し、またそれによりノードNを
論理“0”にセットする。信号PREB1Qは“0”で
あり、トランジスタPT1をターンオンする。従って、
電流は正の供給電位VDDに対する供給端子からキャパ
シタC1に流れ、キャパシタC1を充電する。トランジ
スタNT1、NT3は、ノードNが論理“0”であるの
で、ターンオフされている。キャパシタC1が充電され
る時、信号BLOUTは、論理“1”である電位VDD
にある。
キャパシタC1が完全に充電された後、予充電信号PR
EB1は“1”から“0”へ移行する。ノードNは接地
電位VSSから絶縁されており、また浮動状態になる。
制御トランジスタPT1、NT2はターンオフされてい
る。ノードNにおける入力信号BLからの電流情報は次
いで電流ミラー回路により検出される。種々の論理状態
は、電位VDDから電位VSSへの信号BLOUTの電
圧レベルの低下が存在するか否かをモニタすることによ
り反映されている。
信号BLはメモリセルから電流を入力する。これはノー
ドNの電圧レベルを電位VSSからトランジスタNT3
のしきい電圧へ上昇させる。いったん、しきい電圧に到
達すると、両トランジスタNT1およびNT3がターン
オンされ、電流ミラー回路が電流を導き始める。トラン
ジスタNT1を通って電流ミラー回路の入力分岐を通っ
て流れるメモリセルからの電流はトランジスタNT3を
通って流れる出力分岐の電流に鏡像化される。トランジ
スタPT1はターンオフされているので、トランジスタ
NT3を通る電流は実際にはキャパシタC1から与えら
れる。キャパシタC1は放電され、また信号BLOUT
は電位VDDから電位VSS、論理“1”から論理
“0”へ低下する。
リセルから流れ出る電流は存在しない。ノードNは浮動
状態にとどまる。トランジスタNT1、NT3はターン
オフ状態にとどまり、また電流ミラー分岐は電流を導か
ない。キャパシタC1を放電するであろう電流経路、た
とえばトランジスタNT3を通る電流経路は存在しな
い。こうして、信号BLOUTは論理“1”である電位
VDDにとどまる。
ある。検出および放電の後に、信号BLOUTの論理状
態は論理“0”または論理“1”において安定である。
読出し信号SAEN1が能動化され、また論理“0”か
ら論理“1”へ移行する。パストランジスタNT4がタ
ーンオンされ、また信号BLOUTがインバータG2へ
通される。インバータG2は信号BLOUTの論理状態
を反転し、また信号VOUTを出力する。
されたキャパシタC1、C2が設けられている。キャパ
シタの1つは、回路設計が伝播時間制限を有する時に、
スイッチオフまたは不能動化され得る。キャパシタの1
つがスイッチオフされているとき、検出増幅器はRC時
定数が小さいほど速く動作している。スイッチオフは通
常、製造後の検査プロセスの間に行われる。さらに、ビ
ット線入力端とトランジスタNT1のドレインとの間に
接続されているオーム性抵抗R1が設けられている。オ
ーム性抵抗R1の調節を通じてキャパシタC1、C2の
放電時間が制御可能である。
リセルからの読出しの間に与えられるビット線信号を電
流検出するために良好に応用可能である。本増幅器はリ
ードオンリメモリ(ROM)に良好に応用可能である。
本増幅器はトランジスタ総数が少なく、またチップ占有
面積が小さく、レイアウト対称性を考慮する必要がな
く、また信号ノイズへの敏感さが少ないので、その他の
論理およびアナログ回路を含んでいるより大きいチップ
の部分である埋込まれるROMに特に適している。しか
し、本増幅器は電流検出が行われなくてよい他の分野、
たとえばアナログ‐ディジタル変換器またはコンパレー
タ回路にも使用できる。
Claims (6)
- 【請求項1】 入力分岐(NT1、R1)および出力分
岐(NT3)を有する電流ミラー回路を含んでおり、前
記入力分岐(NT1、R1)が一方の端子で電流増幅さ
れるべき入力信号(BL)に対する端子に接続されてお
り、また他方の端子で第1の供給端子(VSS)に接続
されており、前記出力分岐(NT3)が一方の端子で第
1の制御トランジスタ(PT1)を通じて第2の供給端
子(VDD)および静電容量装置(C1、C2)に、ま
た他方の端子で前記第1の供給端子(VSS)に接続さ
れており、第2の制御トランジスタ(NT2)が前記電
流ミラー回路(NT1、R1;NT3)の間の接続ノー
ドから前記第1の供給端子(VSS)に接続されてお
り、前記制御トランジスタ(PT1、NT2)が前記入
力信号(BL)の印加に先立って静電容量装置(C1、
C2)を予充電するための制御信号(PREB1、PR
EB1Q)により制御されていることを特徴とする電流
増幅器。 - 【請求項2】 前記静電容量装置(C1、C2)を予充
電するための前記制御信号(PREB1、PREB1
Q)が第2の制御トランジスタ(NT2)に対して反転
された関係で第1の制御トランジスタ(PT1)に与え
られていることを特徴とする請求項1記載の電流増幅
器。 - 【請求項3】 前記静電容量装置(C1、C2)が前記
電流ミラー回路の前記一方の端子と前記第1の供給端子
(VSS)との間に接続されていることを特徴とする請
求項1または2記載の電流増幅器。 - 【請求項4】 前記電流ミラー回路の前記一方の端子と
前記静電容量装置(C1、C2)との間の前記接続ノー
ドがゲーティング装置(NT4)を通じて他方の増幅器
装置(G2)に接続されていることを特徴とする請求項
3記載の電流増幅器。 - 【請求項5】 前記ゲーティング装置がパストランジス
タ(NT4)であり、また前記他方の増幅器装置がイン
バータ(G2)であることを特徴とする請求項4記載の
電流増幅器。 - 【請求項6】 前記電流ミラー回路の前記第1の分岐
(NT1、R1)がトランジスタ(NT1)のドレイン
‐ソース区間と、前記トランジスタ(NT1)のドレイ
ン‐ソース区間と前記電流ミラー回路の前記第1の分岐
の前記一方の端子との間にオーム性抵抗(R1)とから
成っていることを特徴とする請求項1ないし5の1つに
記載の電流増幅器。
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